前蓋隔熱墊匹配方法研究

吳凱亮　姜偉民

摘 要：隨著汽車工業的迅速發展，消費者對于汽車的需求已經不僅局限于安全性、性價比及舒適性，客戶對于整車的感官質量要求也越來越高。本文針對汽車前蓋與隔熱墊之間的匹配界面展開研究，分別從產品造型、結構及材料等維度進行了全面分析，同時結合實際量產項目匹配狀態，輸出產品設計標準，從設計角度保證前蓋與隔熱墊之間的0間隙設計標準，降低產品后期更改費用。

關鍵詞：前蓋隔熱墊;產品結構;設計標準

1 引言

隨著汽車工業的迅速發展，消費者對于汽車的需求已經不僅局限于安全性、性價比及舒適性，客戶對于整車的感官質量要求也越來越高。汽車內飾件作為人們體驗乘駕樂趣、滿足消費者心理需求、體現生活品質的主要象征，正逐漸受到越來越多消費者的關注[1]。

當前階段各大整車廠對于汽車駕駛艙內部內飾零件匹配質量都已積累豐富的工程設計標準，例如門飾板與鈑金之間配合，中控臺內飾零件之間的配合。本文基于公司精品車策略，為了給客戶留下愉悅的高質量感官感受汽車產品，將重點研究前蓋與隔熱墊之間0間隙設計標準的實現方法。

2 問題描述及原因分析

2.1 問題描述

汽車前蓋隔熱墊的主要作用是隔絕發動機熱量傳遞到前蓋，避免前蓋長期處于高溫環境，影響前蓋油漆顏色。同時還具有良好的吸音功能，降低發動機的噪音。圖1為前蓋與隔熱墊裝配后的示意圖，兩者之間主要依靠推釘與插片進行連接。為了提供良好的匹配感官質量，實際項目過程中需要保證前蓋內板與隔熱墊之間滿足“0間隙”設計標準。

2.2 原因分析

本文基于影響產品匹配的主要因素，從以下四個維度進行了相應模塊化研究，問題研究思路如圖2所示：

基于上述問題分析框架圖可知，影響前蓋與隔熱墊之間的匹配因素主要有以下幾類：

1.產品造型：前蓋與隔熱墊匹配區域的產品造型對視覺感官的影響分析;

2.產品結構設計：前蓋與隔熱墊連接結構對匹配的影響分析;

3.產品工藝能力：前蓋與隔熱墊匹配區域零件實際工藝能力影響分析;

4.產品材料性能：隔熱墊自身材料因素的影響分析。本文將重點就產品造型和產品結構設計展開詳細研究。

2.2.1 產品造型

通過優化前蓋與隔熱墊匹配區域的產品造型，可以從視覺上一定程度上弱化匹配區域可能出現的間隙問題。通過收集目前量產車型的實際狀態，及前蓋內板的實際工藝能力，發現前蓋內板與隔熱墊配合區域需保證5mm階差即可，如圖3所示。

2.2.2 產品結構設計

前蓋與隔熱墊的連接結構如圖4所示，隔熱墊靠近前風擋玻璃處采用插片方式連接，其余區域主要采用推釘，個別項目采用插片方式.實際項目經驗顯示，除風擋處插片連接外，其他區域采用插片連接不利于0間隙匹配。

基于隔熱墊與前蓋間采用推釘連接結構形式，影響兩者之間的間隙因素主要為推釘緊固點離隔熱墊前端的距離及推釘相互之間的間隔距離，如圖5所示：

通過對收集目前量產項目的實際設計距離及匹配狀態的發現，推釘距離隔熱墊前端越近，實際匹配效果越好;距離越遠，存在兩者之間間隙。推釘之間的距離間距越小，即推釘數量越多，匹配效果越好。下表1為收集的量產項目設計距離。

考慮前蓋內板與隔熱墊間階差導致R角半徑在5mm左右，此外推釘半徑在10到20mm之間，結合產品公差，建議緊固點距離隔熱墊前端距離在20-30mm之間;同時考慮安裝及成本原因，推釘之間的間隔距離應保持在400mm內。

此外，為保證產品本身公差帶來的潛在間隙問題，產品結構設計過程中，需保證隔熱墊前端和前蓋內板具有一定的過盈量，通過項目的驗證及工程經驗累積，建議此處保證1.5mm以上的過盈量，如下圖6所示。

2.2.3 產品工藝能力

前蓋與隔熱墊實際產品工藝能力對于匹配狀態也存在一定影響，隔熱墊產品實際圖紙釋放公差過大，有可能導致零件裝配后存在間隙。通過對當前產品工藝能力收集發現，在兼顧經濟成本的前提下，隔熱墊產品圖紙公差需控制在+/-2mm，且前端可tuning;與前蓋內板圖紙公差控制在+/-0.7mm。下表2為收集的量產項目產品圖紙公差。

2.2.4 產品材料性能

當前階段前蓋隔熱墊常用的材料主要為玻璃纖維和PU發泡材料。玻璃纖維材料優點為絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。PU發泡材料優點為重量輕、材質較軟，邊緣與鈑金過盈設計易達成0間隙[2]?？紤]到產品設計過程中，前蓋與隔熱墊間采用過盈設計，以及整車減重需求，前蓋隔熱墊將采用PU發泡材料。

3 驗證與結論

基于對影響前蓋與隔熱墊匹配間隙主要因素的模塊化研究，并且跟蹤收集后續項目的實車匹配狀態發現，所有項目匹配狀態均ok，具體數據如表3。

本文基于對前蓋與隔熱墊0間隙匹配的模塊化研究，通過對產品造型、結構設計、工藝能力及材料因素的分析，結合實際項目整車匹配狀態，可以得出以下結論：

1.造型方面，前蓋內板與隔熱墊應該有5mm以上的階差，視覺上弱化前蓋與隔熱墊間隙。

2.產品結構設計方面，前蓋和隔熱墊除靠近前風擋處采用插片形式，其余區域采用推釘緊固，推釘與隔熱墊前端距離保持在20-30mm之間，推釘之間的間隔距離應保持在400mm內。

3.產品公差要求，隔熱墊邊緣與鈑金配合處公差要求為+/-2.0mm，且可TUNNING。

4.隔熱墊材料方面，建議使用PU發泡材料

參考文獻：

[1]曾紅濤.汽車內飾設計概述[J].城市建設理論研究：電子版，2015（5）.

[2]李濤.玻纖增強微發泡注塑薄壁結構件的力學性能多尺度研究[D].上海交通大學，2015.